2第二章细胞的基本功能1
生理学基础讲义 第二章 细胞的基本功能
(3)经单纯扩散转运的物质都是脂溶性(非极性)物质或少数不带电荷的极性小分子物质,如 O2、
CO2、N2、类固醇激素、乙醇、尿素、甘油、水等
2.影响因素
(1)膜两侧的浓度差
(2)膜对该物质的通透性
(3)温度
(4)膜有效面积
6
(二)易化扩散 1.特点 (1) 顺浓度梯度和(或)电位梯度转运,无需消耗 ATP,属于被动转运; (2)需通道或载体; (3)转运非脂溶性的小分子物质或带电离子。
③竞争性抑制:如果有两种结构相似的物质都能与同一载体结合,两底物之间将发生竞争性抑制。 浓度较低或 Km 较大的溶质更容易受到抑制。
7
(三)主动转运 1.特点 (1)逆浓度和(或)电位梯度跨膜转运,消耗 ATP; (2)需离子泵或转运体 (3)转运非脂溶性的小分子物质或带电离子。 见后图 2.类型 (1)原发性主动转运 细胞直接利用代谢产生的能量,转运的底物通常为带电离子。介导这一过程的膜蛋白或载体被称为 离子泵,其化学本质是 ATP 酶。 钠钾泵:简称钠泵,也称钠‐钾依赖式 ATP 酶,每分解一分子 ATP 可逆浓度差将 3 个 Na+移出胞外, 将 2 个 K+移入胞内,其直接效应是维持细胞膜两侧钠钾浓度差。 钠泵活动的生理意义主要有:钠泵活动造成的细胞内高 K+,为胞质内许多代谢反应所必需;维持胞 内渗透压和细胞容积;钠泵活动形成的 Na+和 K+跨膜浓度梯度是细胞发生电活动如静息电位和动作电位 的基础;钠泵活动的生电效应可使膜内电位的负值增大,直接参与了静息电位的形成;钠泵活动建立的 Na+跨膜浓度梯度可为继发性主动转运提供势能储备。钠泵抑制剂哇巴因阻断钠泵活动。 (2)继发性主动转运 间接利用 ATP 能量的主动转运过程。(见后图)①同向转运:葡萄糖、氨基酸在小肠及肾小管的吸 收与重吸收,肾小管 Na+‐K+‐2Cl‐同向转运体、Na+‐HCO‐3 同向转运体、甲状腺 Na+‐I‐同向转运。 ②反向转运:Na+‐Ca2+交换、Na+‐H+交换
第二章细胞的基本功能
第二章细胞的基本功能
单纯扩散:脂溶性小分子物质以物理学上的扩散原理,从浓度高的一侧向浓度低的一侧做跨膜运动,不需要细胞提供能量称为单纯扩散。
易化扩散:水溶性小分子或带电离子借助载体或通道,由细胞膜高浓度向低浓度的跨膜转运过程不消耗能量。
主动转运:某些物质在膜蛋白的帮助下,由细胞代谢功能进行逆浓度梯度或电位梯度跨膜转运称为主动转运。
静息电位:细胞静息状态时,细胞膜两侧存在的外正内负且相对平稳的电位差。
动作电位:细胞在进行电位基础上接受有效刺激产生的一个迅速的可向远处传播的膜电位波动。
阈刺激:当刺激持续的时间和刺激的变化率一定时,引起组织细胞兴奋所需要的最小刺激强度。
阈电位:能使细胞膜上的钠离子通道全部打开,触发动作电位的膜电位临界值。
局部电流:静息部位膜内负外正,兴奋部位膜极性反转,兴奋区与非兴奋区之间存在的电位差,形成局部电流。
兴奋:细胞接受刺激后产生动作电位的过程及其表现,动作电位是细胞兴奋的客观指标。
兴奋性:可兴奋细胞接受刺激后产生兴奋的能力或特性,阈刺激和阈程强度是衡量细胞兴奋性的指标。
极化:细胞安静状态下膜外带正电膜内带负电的状态。
去极化:静息电位减小表示膜的极化状态减弱,这种静息电位减小的过程或状态称为去极化。
绝对不应期:在兴奋发生后的最初一段时间内,无论是加多强的刺激,也不能使细胞再次兴奋,这段时间称为绝对不应期。
相对不应期:在绝对不应期后兴奋性逐渐恢复受刺激后可发生兴奋,但刺激强度必须大于原来的阈值,这段时间称为相对不应期。
肌节:相邻两条z线之间的区域(1/2I+A+1/2I),是肌肉收缩和舒张的最基本单位。在体骨骼肌安静时肌节长度约为2.0~2.2微米。
第二章 细胞的基本功能
散
能以此方式转运,如O2、CO2、NH3、乙
醇等。
单 纯 扩 散
• 水溶性或脂溶性很小的小分子物质在膜蛋
白的帮助下,由膜的高浓度一侧向低浓度
一侧转运的过程,称为易化扩散
易 化
(facilitated diffusion )。
扩
• 根据参与的膜蛋白不同,将易化扩散分为
散
两种,即经载体的易化扩散和经通道的易
极化
• 细胞在安静状态下,膜外为正、膜内 为负的状态,称为极化。
• RP↑→膜内负电位↑(-70→-90mV)=
静
超极化
超极化
息 电 位
去极化
• RP↓→膜内负电位↓(-70→-50mV)= 去极化
反极化 • 膜电位由负变正时(-70→+10mV)
复极化
• 细胞去极化或反极化后,再向RP方 向恢复。 (-70→+35mV → -70mV)
转
方
顺浓度差 不耗能
运
式
方
主动转运(泵转运)
式
小
主动转运
吞噬
结
入胞
(低→高)
逆浓度差 耗能
入胞和出胞
出胞
吞饮
第二节 细胞膜的受体功能
• 受体(receptor)是指细胞膜或细胞内的,
能与信号物质进行特异性结合而发挥信号
细胞的基本功能
第二章细胞的基本功能
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1. 跨膜物质转运的形式、特点和意义
2. 细胞静息电位和动作电位的概念、特点、产生原理及生理意义
3. 比较动作电位传导与神经-肌肉接头处兴奋传递的概念和特点
4. 骨骼肌收缩过程及收缩形式
5. 受体、极化、去极化、超极化、阈电位、终板电位、兴奋收缩耦联、前负荷、后负荷的概念
细胞是人体的基本结构单位和功能单位。体内所有的生理功能和生化反应都是以细胞为基础进行的。因此,对细胞结构和功能的研究,能够揭示出众多的生命现象,并对人体和组成人体各部分的功能及其发生机制有更深入的理解和认识。本章主要介绍各种细胞共有的基本功能,包括细胞膜的物质转运功能、细胞的信号转导功能、细胞膜的生物电现象和肌细胞的收缩功能。
第一节细胞膜的基本功能
细胞膜是包绕细胞内液的特殊的半透性膜,是细胞的屏障,也是细胞接受外界影响的门户。环境中的多种物理、化学成分的变化,体内产生的激素、递质等化学性刺激物,以及进入体内的异物、药物,要发挥其作用,首先要作用于细胞膜或通过细胞膜进入细胞内,然后再影响细胞的活动。
一、细胞膜的物质转运功能
细胞膜以液态的脂质双分子层为基架,在脂质双分子层中及其表面镶嵌着许多具有不同结构和功能的蛋白质;有些脂质分子和膜蛋白结合着具有不同功能的糖链(图2-1)。
图2-1 细胞膜的基本结构模式图
各种物质进出细胞必须经过细胞膜。由于细胞膜的基架是脂质双分子层,脂溶性的物质可以通过细胞膜,而水溶性物质则不能直接通过细胞膜,它们必须借助细胞膜上某些物质的帮助才能通过,其中细胞膜结构中具有特殊功能的蛋白质起着关键性的作用。
生理学试题及答案第二章-细胞的基本功能
⽣理学试题及答案第⼆章-细胞的基本功能
第⼆章细胞的基本功能
⼀、名词解释
1、单纯扩散:
2、易化扩散:
3、主动转运:
4、静息电位:
5、极化:
6、动作电位:
7、阈电位:
8、局部电位:
9、兴奋-收缩耦联:
10、强直收缩:
⼆、填空题
1、易化扩散是细胞在膜蛋⽩的介导下顺电化学梯度进⾏的跨膜物质转运⽅式,根据借助的膜蛋⽩的不同,可分为:和。
2、根据门控机制的不同,离⼦通道通常有三类:、和。
3、Na+-K+泵有三种功能状态,分别为:、、。
4、主动转运是细胞通过本⾝的某种耗能过程,在膜蛋⽩的帮助下逆电化学梯度进⾏的跨膜物质转运,根据耗能是否直接来源于膜蛋⽩,可分为:和。
5、静息电位存在时细胞膜的状态,称为极化。
6、动作电位具有以下三个重要特征:、和。
7、细胞发⽣兴奋后兴奋性的依次经历:、、和。
8、神经-肌接头是指运动神经末梢与⾻骼肌细胞相接处的部位,由、和
组成。
9、肌原纤维相邻两条Z线之间的区域,称为⼀个,包括⼀个中间的和两侧各1/2的,是肌⾁收缩和舒张的基本单位。
10、细肌丝主要由:、和构成。
11、三联管由⼀个与其两侧的相接触⽽构成,是发⽣兴奋收缩耦联的关键部位。
12、影响⾻骼肌收缩活动的主要因素有、和。
三、选择题
1、⼈体内O
2、CO2、NH3进出细胞膜是通过()
A、单纯扩散 B C、主动转运 D E
2、以下属于被动转运的是()
A、易化扩散
B、单纯扩散
C、主动转运
D、出胞和⼊胞
E、单纯扩散和易化扩散
3、物质在膜蛋⽩质帮助下,顺浓度梯度或电位梯度通过细胞膜的过程是属于()
A、单纯扩散
B、易化扩散
C、主动转运
《生理学基础》第二章细胞基本功能
11
细胞膜脂质双层是一个天然屏障,各种 离子和水溶性分子都很难穿越细胞膜脂质双 层的疏水区,从而使胞质中溶质的成分和浓 度与细胞外液显著不同。
在新陈代谢过程中,细胞不断地通过细胞膜与内环境进行物 质交换。而交换的物质种类繁多,理化性质各异,这决定了进出 细胞的形式也是多种多样的。常见的物质跨膜转运形式包括四种 类型。
类型
特点 也不消耗能量;
经通道扩散
被动过程;
16
载体转运特点
特异性 饱和性 竞争性抑制
17
通道转运特点:
v不同的通道有不同的离子选择性: ü通道、通道、通道、通道
v不同的通道有不同的开闭控制条件:
()膜两侧(外侧)化学信号 化学门控通道
()膜两侧的电位差
电压门控通道
()机械刺激
机械门控通道
18
离子移动的方向取决于该离子在膜两侧的浓度差和电位差
细胞通过膜的变形和破裂,使某 些大分子物质或团块进出细胞的过程, 分别称为出胞和入胞。出胞和入胞均 需消耗能量,故也属于主动转运。
胞吐:是指细胞内某些大分子物质 或物质团块
称出胞。
排出细胞的过程,又
如:分泌
24
胞吐示意图
25
胞纳示意图
26
第二节 细胞的生物电现象
任何组织细胞在产生功能活动之前,最先在细胞膜上产 生的是生物电变化。
第九版生理学第二章 细胞的基本功能 第一节
离子通道的门控特性示意图
生理学(第9版)
2.经载体易化扩散(载体 carrier/ 转运体 transporter)
概念:在载体蛋白的介导下,水溶性小分子物质顺浓度梯度进行的跨膜转运
转运机制:
结合-构象变化-解离 不同于通道;转运速度慢
(200~50000 个/秒)
O2、CO2、N2、NO、NH3 (最快)、
尿素、乙醚、乙醇、甘油、类固醇激素、水
单纯扩散转运的特点
无需消耗能量
单纯扩散示意图
无需膜蛋白“帮助”: 没有生物学转运机制(只是物理现象)
无饱和性
生理学(第9版)
(二)易化扩散
概念:非脂溶性的小分子物质或带电离子在膜蛋白帮助下,顺浓度梯度和(或)电位梯度进行 的跨膜转运
145
4.4 2.4
12
139 0.2mM
分布及特征:
细源自文库膜(消耗1分子ATP,转运1Ca2+到胞外)
肌浆网、内质网、线粒体(1次转运2Ca2+到细胞器内)
生理学(第9版)
2.继发性主动转运(secondary active transport)
概念:利用原发性主动转运建立的离子浓度差,在离子顺浓 度差扩散的同时将其他物质逆浓度梯度(和)或电位梯度进 行的跨膜转运,也称联合转运(co-transport) 分类: 同向转运(symport) 如Na+和葡萄糖(或氨基酸)在肠黏膜上皮细胞的同向
专升本生理学第2章细胞的基本功能
第二章细胞的基本功能
一、名词解释
1.单纯扩散
2.易化扩散
3.经载体的易化扩散
4.经通道的易化扩散
5.被动转运
6.主动转运
7.受体
8.静息电位
9.极化10.去极化11.超级化12.复极化13.动作电位14.阈电位15.局部兴奋16.绝对不应期17.终板电位18.兴奋--收缩耦联19.前负荷20.后负荷21.等长收缩22.等张收缩23.单收缩24.强直收缩
答案: 1.单纯扩散是指脂溶性小分子物质从高浓度一侧向低浓度一侧跨细胞膜转运的过程。
2.易化扩散是指某些非脂溶性或脂溶性很小的物质,在膜蛋白的帮助下顺浓度差的跨膜转运。
3.经载体的易化扩散是指一些亲水性小分子物质经载体蛋白的介导,顺浓度梯度的跨膜转运。
4.经通道的易化扩散是指各种带电离子经通道蛋白的介导,顺浓度梯度或电位梯度的跨膜转运。
5.被动转运是指物质顺浓度梯度和(或)电位梯度进行的跨膜转运,不需消耗能量。包括单纯扩散和易化扩散。
6.主动转运是指某些物质在膜蛋白的帮助下由细胞代谢提供能量而实现的逆电-化学梯度的跨膜转运。
7.受体是指存在于细胞膜上或细胞内,能识别并结合特异性化学信息,进而引起细胞产生特定生物学效应的特殊蛋白质。
8.静息电位是指静息时细胞膜两侧存在的电位差。
9.极化是指静息电位存在时细胞膜所处的“外正内负”的稳定状态。
10.去极化是指静息电位的减小即细胞内负值的减小。
11.超极化是指静息电位的增大即细胞内负值的增大。
12.复极化是指细胞膜去极化后再向静息电位方向的恢复。
13.动作电位是指在静息电位基础上,给细胞一个有效的刺激,可触发其产生可传播的膜电位波动。它是细胞产生兴奋的标志。
02第二章细胞的基本功能
第二章 细胞的基本功能
制作:邢德刚
理论知识 课后自测 知识拓展
本章要求
掌 握: 1.单纯扩散、易化扩散的概念、形式和特点; 2.原发性主动转运的概念和转运机制; 3.静息电位、动作电位的概念及产生机制; 4.动作电位、局部反应的特点; 5.兴奋在同一细胞上传导的形式及特点; 6.兴奋-收缩耦联的概念及其耦联物质。
低浓度一侧转运的过程,是物质完全以物理扩散 的方式所作的跨膜运动,是物质分子随机热运动 的结果。
单纯扩散(simple diffusion)
2. 单纯扩散的条件
(1) 浓度梯度 (电-化学梯度) (2) 膜通透性 (3)脂溶性物质 O2 CO2 N2 NH3 乙醇 尿素
单纯扩散的特点
(1)不依靠特殊膜蛋白质的“帮助” (2)顺浓度梯度 (电-化学梯度) (3)物质转运方向是由高到低 (4) 结果是物质在膜两侧浓度平衡
生的主动张力也相应地增大;当前负荷超过最适初长 度后,再增加前负荷反而会使主动张力越来越小,以 致最后下降到零。
离子通道 (ion channel) ——
一类与离子易化扩散有关 的膜蛋白质分子
经通道的易化扩散
转运的物质:各种带电离子
Байду номын сангаас
离子通道的特性
(1) 离子的选择性:即每种通道只允许一种或几种离子通过,而其他离 子则不易通过或完全不能通过 Na+通道,K+通道,Cl-通道, Ca2+通道
第二章 细胞的基本功能1
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四、细胞内受体介导的跨膜信号转导
某些脂溶性信号分子(类固醇激素和甲状腺激素)
核受体
调节基因表达
30
第四节 骨骼肌的兴奋和收缩
在整体情况下,骨骼肌总是在支配它的躯体传出神经的兴奋影响下进行收缩的。
一、神经-肌接头处的兴奋传递 (一)神经-肌接头的结构
接头前膜:囊泡,内含乙酰胆碱 接头间隙:约50nm
二)易化扩散(facilitated diffusion) 1、概念:不溶于脂质或脂溶性很差的小分子物质,在膜特殊蛋白的 帮助下,顺浓度梯度跨膜移动过程。 2、类型:载体易化扩散 通道易化扩散
3
类
型
膜转运蛋白质 载体蛋白
转运物质
特点
载体 易化扩散 (carrier transport)
小分子非电解质, 结构特异性(高) 如G、AA、核苷 饱和(现象)性 酸 竞争性抑制 各种离子,如 Na+、K+、ClCa2+
刺激
机体或组织 机体或组织兴奋性 或机能状态?
? 反应 程度大小
12
二、细胞的生物电现象及其产生机制
静息电位(resting potential,RP)
动作电位(action potential,AP)
13
(一)静息电位(Resting Potential,RP)
第二章 细胞的基本功能
2. 经载体的易化扩散
A.饱和现象(Saturation) 膜结构中与该物质易化扩散有关的载体蛋
质分子的数或每一载体分子上能与该物质结合 的位点的数目是固定的。 B.竞争性抑制(Competitive inhibition) C.载体与溶质的结合有较高的化学结构特异性。
葡萄糖为例,在同样浓度差的情况下,右 旋葡萄糖的跨膜通量大大超过左旋葡萄糖(人 体内可利用的糖类都是右旋的);木糖则几乎 不能被载运。
主动转运与被动转运的区别
主动转运
被动转运
需由细胞提供能量 逆电-化学势差 使膜两侧浓度差更大
不需外部能量 顺电-化学势差 使膜两侧浓度差更小
(四)胞膜转运
第二节 细胞的跨膜信号转导
一、信号转导概述 概念、生理意义、通路、网络、疾病
二、离子通道受体介导的信号转导 1.离子通道型受体(Ion channel receptor)
失活状态
(a while after more depolarized potentials)
Ligand-Operated ACh Channels
(Chemically or ligand-gated ion channel)
Hair cells (Mechanical-gated ion channel)
概念:高浓度区域中的溶质分子将向低浓度 区净移动,这种现象称为单纯扩散。
第二章 细胞的基本功能
第二章细胞的基本功能
1.兴奋性(excitability):指机体的组织或细胞接受刺激后发生反应的能力或特性,它是生
命活动的基本特征之一。(当机体、器官、组织或细胞受刺激时,功能活动由弱变强或由相对静止转变为比较活跃的反应过程或反应形式,称为兴奋。)神经细胞、肌细胞和部分腺细胞受到适宜刺激后可产生动作电位称为可兴奋细胞(excitable cell),对它们而言,兴奋性又可定义为细胞接受刺激后产生动作电位的能力,而动作电位的产生过程或动作电位本身又可称为兴奋。细胞兴奋性高低可以用刺激的阈值大小来衡量。阈值越小,兴奋性就越高;阈值越大,兴奋性则愈低。
2.静息电位(resting potential,RP):细胞处于安静状态时,细胞膜内外存在的外正内负电
位差。差值越大,则静息电位越大。
3.动作电位(action potential,AP):在静息电位的基础上,给细胞一个适当的刺激,可触发
其产生可传播的膜电位波动。AP的产生是细胞兴奋的标志。峰电位(spike potential)是AP的标志。特点:“全或无”现象;不衰减传播;脉冲式发放
4.电紧张电位(electrotonic potential):由膜的被动电学特性(膜电容、膜电阻、轴向电
阻)决定其空间分布和时间变化的膜电位。特征:等级性电位;衰减性传导;电位可融合。电紧张电位没有不应期,反应可以总和
5.局部电位:由少量离子通道开放形成的细胞膜去极化或超极化反应。特征:等级性电位
(幅度与刺激强度相关,不具有“全或无”特点);衰减性传导(电位幅度随传播距离增加);没有不应期(反应可以叠加总和,时间和空间)。发生在可兴奋细胞,也可见于其他不能产生动作电位的细胞,如感受器细胞。
生理 细胞的基本功能
•在管腔侧Na+和G与膜上载体结合,顺Na+浓度梯度 将Na和G转运至胞内,Na+再通过钠-钾泵逆浓差转
运至胞外,维持细胞内低Na+。
临床应用:最新进展
▪ “饿死癌细胞”。发表《nature 》杂志上。 ▪ 葡萄糖的转运体GLUT1功能缺失将致死细胞或使
细胞功能低下、失调,也致血糖浓度异常升高。 ▪ GLUT1在细胞中显著过量意味着有癌变发生。 ▪ 弄清GLUT1结构和功能,可实现其人工干预,这
二、G蛋白偶联受体介导的信号转导 ▪ G protein-linked receptor: 1000多种
以上,300-600aa, 7个跨膜区段(2128aa/个),N-末端位于胞外,胞外区 和跨膜内部有配体结合处,胞内有G蛋白 结合处. 在胞外与配体结合,将信号由膜外转至G蛋 白。
G蛋白
•G protein:位于细胞膜内表面 •分为:Gs,Gi,Gq,G12. ▪由αβγ三个亚单位组成三聚体
•神经细胞释放递质ACH,作用于骨骼肌运动终板 膜上N2受体,打开离子通道,Na+和Ca2+超过K+外 流,产生终板电位. 即信息由N细胞传至肌细胞,
肌细胞收缩。
▪A神经细胞释放递质,r-氨基丁酸作用于B细胞 膜上GABAA受体,打开Cl-通道,Cl-内流,膜内 负电位增大,神经元兴奋性降低,即信息由A细 胞传至B细胞。
生理学细胞的基本功能(一)
生理学细胞的基本功能(一)引言概述:
细胞是生命的基本单位,而了解细胞的基本功能对于理解生理学至关重要。本文将探讨生理学细胞的基本功能,包括细胞的结构、代谢、通信、增殖和分化。通过深入了解细胞的这些基本功能,我们可以更好地理解生命的运行机制。
一、细胞的结构
1. 细胞膜:细胞的外边界,控制物质的进出和细胞内外环境的平衡。
2. 细胞质:包括细胞器、细胞骨架和细胞液等组成,支持细胞的形态和运动。
3. 细胞核:细胞的控制中心,包含遗传物质DNA,指导细胞的生命活动。
二、细胞的代谢
1. 能量转换:细胞通过代谢途径将化学能转化为细胞所需的能量。
2. 合成与降解:细胞利用代谢途径合成各种有机物质,并通过降解代谢废物来维持正常运作。
3. 细胞呼吸:细胞利用氧气和有机物质进行呼吸,产生ATP以供能量需求。
三、细胞的通信
1. 细胞信号传导:细胞利用信号通路进行内外信息的传递和响应。
2. 细胞因子:细胞释放细胞因子来调节和调解细胞与细胞之间的相互作用。
3. 受体:细胞膜上的受体能够接收外界信号分子,触发细胞内信号传导。
四、细胞的增殖
1. 有丝分裂:细胞通过有丝分裂产生两个完全相同的子细胞。
2. 减数分裂:生殖细胞通过减数分裂产生四个具有基因变异的细胞。
3. 细胞周期:细胞的生长和分裂过程按照细胞周期进行。
五、细胞的分化
1. 多能细胞:多能细胞具有分化为不同类型细胞的潜能。
2. 分化:细胞通过基因的表达调控,逐渐转变为特定类型细胞。
3. 组织器官形成:细胞分化为不同类型细胞,最终形成特定的组织和器官。
总结:
第二章 细胞的基本功能
第二章 细胞的基本功能 细胞是构成人体最基本的功能单位。 第一节 细胞膜的结构和物质转运功能 细胞都被细胞膜(质膜)所包被,由于质膜对各种物质的选择性通透和主动转运,使胞浆与其外部环境相分隔。两者的化学成分显著不同。胞浆内化学成分的相对独立和稳定对维持细胞内功能蛋白的活性和正常新陈代谢具有至关重要的作用。此外,胞浆内的细胞器如线粒体、内质网、溶酶体等也被与质膜相似的膜结构所包被,使各种细胞器内的物质构成不同于胞浆,这对细胞器保持正常的功能活动也是必需的。 一、膜的化学组成和分子结构 细胞膜和细胞器膜主要由脂质和蛋白质组成,此外还有极少量的糖类物质。膜的液态镶嵌模型认为膜是以液态的脂质双分子层为基架,其间镶嵌着许多具有不同结构和功能的蛋白质。 (一)脂质双分子层 膜的脂质主要由磷脂和胆固醇组成,磷脂占70%以上,胆固醇不超过30%,此外还有少量的鞘脂。它们以脂质双层的形式存在于细胞膜。磷脂中含量最多的是磷脂酰胆碱,含量最少的是磷脂酰甘油和磷脂酰肌醇。但磷脂酰肌醇在磷脂酶C的作用下可生成第二信使三磷酸肌醇和二酰甘油。磷脂是一种双嗜性分子,其亲水性基团朝向膜外或膜内,而脂酰基链则两两相对,形成膜内部的疏水区。 膜脂质熔点低,在体温下呈液态,使膜具有流动性,并使细胞能进行变形运动。 胆固醇是膜脂质的另一主要成分,在膜中具有"流度阻尼器"的功能。当遇到酒精、乙醚、麻醉剂等能使膜的流动性增大的制剂时,胆固醇可使磷脂双层中脂酰基链区的流动性得以保持适度。 (二)细胞膜蛋白 细胞膜的主要功能都是通过膜蛋白来实现的。根据膜蛋白的功能,可分为酶蛋白、转运蛋白、受体蛋白筹。根据在膜上存在的形式,可分为表面蛋白和整合蛋白。表面蛋白附着于膜的内表面或外表面。整合蛋白是以其肽链一次或及反复多次穿越脂质双层为特征的。穿越质膜的肽链片段主要是以疏水性氨基酸形成的α螺旋,长度为20-30个氨基酸;这些肽段之间的亲水性肽段则构成胞外环或胞内环,分别与细胞外液或细胞内液相接触。与物质跨膜转运功能有关的功能蛋白,如载体、通道、离子泵等,都属于整合蛋白。 (三)细胞膜糖类 膜中的糖类即寡糖和多糖链以共价键形式与膜蛋白或膜脂质结合,生成糖蛋白或糖脂。 二、物质的跨膜转运 (一)单纯扩散 扩散的方向和速度取决于物质在膜两侧的浓度差和膜对该物质的通透性。 通透性取决于物质的脂溶性、分子大小和带电状况。一般来说,脂溶性高(疏水
生理学第二章细胞的基本功能
通道状态的变化:三种 ① 激活态 (开):离子扩散 ② 失活态 (关):刺激不能开放 ③ 静息态 (关):刺激能开放
通道 Na+ Ca2+
阻断剂 河豚毒 (TTX) Mn2+、维拉帕米
K+
四乙基铵
2.经载体易化扩散( facilitated diffusion via carrier )
转运的物质:葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子亲水物质
3、细胞膜的脂质双分子层是( A ) A.细胞内容物和细胞环境间的屏障 B.细胞接受外界和其他细胞影响的门户 C.离子进出细胞的通道 D.受体的主要成分 E.抗原物质
4、葡萄糖进入红细胞膜是属于( C ) A.单纯扩散 B.主动转运 C.易化扩散 D.入胞作用 E.吞饮
第三节 细胞的电活动
细胞生物电(bioelectricity):细胞在进行生命活 动时都伴有电现象。 产生机制:跨膜离子流动 表现形式:跨膜电位(transmembrane potential) 简称膜电位( membrane potential)。 生物电现象是普遍存在的,临床上广泛应用的心电 图、脑电图、肌电图及视网膜电图等就是在器官水平上 记录到的生物电,它们是在细胞生物电活动基础上发生 总和的结果。
入胞:
细胞膜上的受体对物质的“辨认”
发生特异性结合=复合物 复合物向膜表面的“有被小窝”移动 “有被小窝”处的膜凹陷
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第二章细胞的基本功能
一、名词解释
1、单纯扩散:脂溶性小分子物质由细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程。
2、易化扩散:非脂溶性或脂溶性小的小分子物质或离子,在膜蛋白的介导下顺电化学梯度进行的跨膜转运称为易化扩散。
3、主动转运:细胞通过本身的某种耗能过程,在膜蛋白的帮助下将小分子物质逆电化学梯度进行跨膜转运的过程,称为主动运输。
4、静息电位:静息时纯在于细胞膜内、外两侧的电位差,称为静息电位。
5、极化:生物学通常把静息电位存在时细胞膜电位外正内负的状态称为极化。
6、动作电位:在静息电位基础上,可兴奋细胞受到一个有效刺激时能产生一次迅速、可逆、可传导的膜电位波动,称为动作电位。
7、阈电位:能使钠通道大量开放并引发动作电位的临界膜电位值称为阈电位。
8、局部电位:在刺激局部产生的一个较小的膜电位波动称为局部电位。
9、兴奋-收缩耦联:将骨骼肌细胞的电兴奋与机械收缩联系起来的中介过程,称为兴奋-收缩耦联。
10、强直收缩:骨骼肌受到连续刺激时,可产生单收缩的总与,即引起肌肉的持续性收缩,称为强直收缩。
二、填空题
1、易化扩散就是细胞在膜蛋白的介导下顺电化学梯度进行的跨膜物质转运方式,根据借助的膜蛋白的不同,可分为: 通道介导的异化扩散与载体介导的异化扩散。
2、根据门控机制的不同,离子通道通常有三类: 电压门控通道、化学门控通道与机械门控通道。
3、Na+-K+泵有三种功能状态,分别为: 备用(静息) 、激活、失活。
4、主动转运就是细胞通过本身的某种耗能过程,在膜蛋白的帮助下逆电化学梯度进行的跨膜物质转运,根据耗能就是否直接来源于膜蛋白,可分为:原发性主动运输与继
发性主动运输。
5、静息电位存在时细胞膜外正内负的状态,称为极化。
6、动作电位具有以下三个重要特征:“全或无”特性、不衰减性传播与有不应期、不可以总与。
7、细胞发生兴奋后兴奋性的依次经历: 绝对不应期、相对不应期、超常期与低常期。
8、神经-肌接头就是指运动神经末梢与骨骼肌细胞相接处的部位,由接头前膜、接头间隙与接头后膜
组成。
9、肌原纤维相邻两条Z线之间的区域,称为一个肌节 ,包括一个中间的暗带与两侧各1/2的明带 ,就是肌肉收缩与舒张的基本单位。
10、细肌丝主要由: 原肌球蛋白、肌动蛋白与肌钙蛋白构成。
11、三联管由一个横管与其两侧的终池相接触而构成,就是发生兴奋-收缩耦联的关键部位。
12、影响骨骼肌收缩活动的主要因素有前负荷、后负荷与肌肉收缩能力。
13、兴奋-收缩耦联的结构基础就是三联管,关键的耦联因子就是钙离子。
三、选择题
1、人体内O
2、CO2、NH3进出细胞膜就是通过( A )
A、单纯扩散
B、易化扩散
C、主动转运
D、入胞作用
E、出胞作用
2、以下属于被动转运的就是( E )
A、易化扩散
B、单纯扩散
C、主动转运
D、出胞与入胞
E、单纯扩散与易化扩散
3、物质在膜蛋白质帮助下,顺浓度梯度或电位梯度通过细胞膜的过程就是属于( B )
A、单纯扩散
B、易化扩散
C、主动转运
D、入胞
E、出胞
4、参与细胞易化扩散的蛋白质就是( E )
A、受体蛋白
B、通道蛋白
C、泵蛋白
D、载体蛋白
E、载体蛋白与通道蛋白
5、与单纯扩散的特点比较,易化扩散不同的就是:( C )
A、顺浓度差转运
B、不消耗生物能
C、需要膜蛋白的帮助
D、就是水溶性物质跨膜转运的唯一方式
E、就是离子跨膜转运的唯一方式
6、离子被动跨膜转运的动力就是:( C
)A、电位梯度 B、浓度梯度 C、电-化学梯度 D、钠泵供能 E、自由运动
7、载体中介的易化扩散产生饱与现象的机理就是( D )
A、跨膜梯度降低
B、载体数量减少
C、能量不够
D、载体数量所致的转运极限
E、疲劳
8、氨基酸进入一般细胞的转运方式为:( A )
A、易化扩散
B、入胞
C、单纯扩散
D、吞噬
E、主动转运
9、关于主动转运,错误的就是:(B ) 通道蛋白
A、又名泵转运
B、依靠载体蛋白的协助
C、逆浓度差或电势差进行
D、消耗能量
E、主要转运无机离子
10、在一般生理情况下,每分解一分子ATP,钠泵运转可使( D )
A、2个Na+移出膜外
B、2个K+移出膜外
C、2个Na+移出膜外,同时有2个K+移入膜内
D、3个Na+移出膜外,同时有2个K+移入膜内
E、3个Na+移出膜外,同时有3个K+移入膜内
11、细胞膜内,外正常的Na+与K+浓度差的形成与维持就是由( D )
A、膜在安静时对K+通透性大
B、膜在兴奋时对Na+通透性增加
C、Na+ 、K+易化扩散的结果
D、膜上钠-钾泵的作用
E、膜上ATP的作用
12、Na+ 跨膜转运的方式为:(C )
A、单纯扩散
B、易化扩散
C、易化扩散与主动转运
D、主动转运
E、主动转运与单纯扩散
13、钠泵活动最重要的意义就是:( C )
A、维持细胞内高钾
B、防止细胞肿胀
C、建立势能储备
D、消耗多余的 ATP
E、维持细胞外高钙
14、肠上皮细胞由肠腔吸收葡萄糖属于( D )
A、单纯扩散
B、易化扩散
C、原发性主动转运
D、继发性主动转运
E、入胞
15、消化腺分泌消化酶的过程就是(E )
A、单纯扩散
B、易化扩散
C、主动转运
D、入胞
E、出胞
16、当静息电位的数值向膜内负值加大的方向变化时,称作膜的:( E )
A、极化
B、去极化
C、复极化
D、反极化
E、超极化